16/10/2014

Eletromagnetismo - Carga Elétrica

22.1 ELETROMAGNETISMO
  • Hans Christian Oersted encontrou uma ligação entre eletricidade e magnetismo; 
  • Michael Faraday desenvolveu teoricamente a nova ciência do eletromagnetismo; 
  • James Clerk Maxwell expressou as ideias de Faraday em forma matemática. 

22.2 CARGA ELÉTRICA
Carga elétrica é uma característica intrínseca das partículas fundamentais que formam esses objetos, ou seja, ela é uma característica que acompanha automaticamente essas partículas onde quer que elas existam.
Cargas com o mesmo sinal elétrico se repelem, e cargas com sinais elétricos contrários se atraem.

22.3 CONDUTORES E ISOLANTES
Condutor: quando parte da carga negativa pode se mover com certa liberdade.
Isolante: quando nenhuma carga consegue se mover livremente.
Semicondutor: são materiais intermediários entre os condutores e os isolantes.
Supercondutor: não apresentam nenhuma resistência ao movimento das cargas elétricas através deles.
Elétron de condução: elétron com mobilidade.
Carga pontual: quando uma carga está com suas partículas carregadas.
Carga induzida: quando algumas das suas cargas positivas e negativas foram separadas devido à presença de uma carga nas proximidades.

22.4 LEI DE COULOMB
F = k.(|q1| |q2|)/(r)²

F é a força eletrostática (N);
k é uma constante (N.m²/C²);
q1 e q2 são cargas pontuais (C);
ε0 é uma constante de permissividade (C²/N.m²);
r é a distância (m).

k = 1/(4πε0) = 8,99x10^9 N.m²/C²
ε0 = 8,85x10^(-12) C²/N.m²


Relação entre partículas:
← + q1_______q2 + → (repulsão)


← - q1_______q2 - → (repulsão)


→ + q1_______q2 - ← (atração)


22.5 A CARGA É QUANTIZADA
q = ne

q é o valor de uma carga positiva ou negativa (C) ;
n é o número de partículas portadoras de carga elementar (próton ou elétron);
e é uma carga elementar (C);

n = +-1, +-2, +-3,...
e = 1,60x10(^-19) C

22.6 A CARGA SE CONSERVA
A carga líquida (algébrica) de qualquer sistema isolado não pode variar.

REVISÃO E RESUMO (LIVRO)
Carga Elétrica A intensidade da interação elétrica de uma partícula com objetos ao seu redor depende da sua carga elétrica, que pode ser tanto positiva quanto negativa. Cargas com o mesmo sinal se repelem e cargas com sinais contrários se atraem. Um objeto com qualidades iguais dos dois tipos de carga é eletricamente neutro, ao passo que um objeto com um desequilíbrio está eletricamente carregado.

Condutores são materiais nos quais um número significativo de partículas carregadas (elétrons em metais) está livre para se mover. As partículas carregadas em não-condutores, ou isolantes, não está livres para se moverem. Quando a carga se move através de um material, dizemos que existe uma corrente elétrica no material.

O Coulomb e o Ampère A unidade SI de carga é o coulomb (C). Ele é definido em termos da unidade de corrente, o ampère (A), como a carga que passa por um determinado ponto em 1 segundo quando existe uma corrente de 1 A nesse ponto.

Lei de Coulomb A lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre pequenas cargas elétricas (pontuais) q1 e q2 em repouso (ou praticamente em repouso) e separadas por uma distância r.

F=k (|q1| |q2 |)/(r)²

Nesta equação, ε0 = 8,85x10^(-12) C²/N.m² é a constante de permissividade, e 1/(4πε0) = k = 9x10(^9) N.m^2/C².

A força de atração ou repulsão entre cargas pontuais em repouso atua ao longo da linha que une as duas cargas. Se mais de duas cargas estiverem presentes, a lei de coulomb se aplica a cada par de cargas. A força resultante sobre a cada carga neste caso é obtida, usando o princípio da superposição, como a soma vetorial das forças exercidas sobre a carga por todas as outras.
Os dois teoremas das cascas para a eletrostática são:
Uma casca uniformemente carregada atrai ou repele uma partícula carregada que está fora da casca como se toda a carga da casca estivesse concentrada no seu centro.

Se uma partícula carregada estiver localizada no interior de uma casca uniformemente carregada, não haverá nenhuma força eletrostática resultante da casca sobre a partícula.

A Carga Elementar A carga elétrica é quantizada: qualquer carga pode ser escrita como ne, onde n é um inteiro positivo ou negativo e e é uma constante da natureza chamada de carga elementar (aproximadamente 1,60x10^(-19) C). A carga elétrica se conserva: a carga líquida (algébrica) de qualquer sistema isolado não pode variar.

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